[发明专利]一种太阳能电池制备碱抛光用添加剂及抛光工艺

说明书

本发明公开了一种太阳能电池制备碱抛光用添加剂及抛光工艺，添加剂由以下质量百分比的原料组成：无机盐0.1％‑5％、缓蚀阻垢剂0.1％‑10％、乳化增稠剂0.1％‑2.5％、PH调节剂0.1％‑3％、余量为去离子水；缓蚀阻垢剂可降低碱对二氧化硅的腐蚀速率，保护电池正面的PN结在刻蚀过程中不被破坏，还促进碱对硅片的抛光效果，避免使用重污染的HNO3，绿色环保，不仅降低了HF的使用量，而且提升了电池转换效率，降低废水废气处理成本和电池生产的材料成本。利用无机盐的高粘度来增大碱抛光使用的氢氧化钠/氢氧化钾的浓度，以控制反应速度，避免腐蚀过度，降低碎片率，且无机盐对金属离子的螯合作用可对硅片表面进行清洁。

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池制备碱抛光用添加剂，还涉及使用该添加剂的抛光工艺。

背景技术

太阳能因具备可再生、能量蕴含量高和安全等优点而被人们广泛关注，并逐渐成为重要的新能源之一。太阳能电池的传统生产工艺是采用硝酸与氢氟酸的酸刻蚀工艺实现边缘刻蚀、去除PSG。但是，酸刻蚀工艺使用硝酸，在反应过程中会产生大量氮氧化物废气，而大量残留的硝酸，是电池厂废水中总氮含量的最主要来源。

当前环保管制越来越严格，总氮含量已经成为废水排放的硬指标，导致电池厂的废水处理成本节节攀升。尤其在当前PERC电池已经成为行业主流产品的前提下，为了提升PERC电池的效率，需要不断提升电池背面的平整度。但在传统工艺中，唯一的方法就是大幅度增加硝酸用量，如此一来，废水问题更为严重。

目前，出现了采用氢氧化钠/氢氧化钾作为刻蚀工艺的化学品，即碱抛光，相比于传统工艺，绿色环保，不仅大幅度提升了电池效率，而且大幅度降低了废水废气处理成本和电池生产的材料成本，从而达到提效降本的目的。

但是，碱抛光所使用的氢氧化钠/氢氧化钾会破坏硅片正面的PN结，直接影响电池的光电转换效率。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种能够保护硅片正面PN结不被破坏、提高硅片背面抛光效果、降低碎片率、对硅片具有清洁作用的太阳能电池制备碱抛光用添加剂。

本发明的第一个目的通过以下的技术措施来实现：一种太阳能电池制备碱抛光用添加剂，其特征在于由以下质量百分比的原料组成：

无机盐0.1％-5％、缓蚀阻垢剂0.1％-10％、乳化增稠剂0.1％-2.5％、PH调节剂0.1％-3％、余量为去离子水；

以上原料的含量总和为100％。

本发明中的缓蚀阻垢剂能够大幅度降低碱对二氧化硅的腐蚀速率，保护电池正面的PN结在刻蚀过程中不被破坏，还可以促进碱对硅片的抛光效果，可避免使用重污染的HNO3，绿色环保，不仅降低了HF的使用量，而且提升了电池转换效率，大幅度降低废水废气处理成本和电池生产的材料成本，实现了在提效降本的同时减少环境污染的目的。另外，本发明利用无机盐的高粘度来增大碱抛光使用的氢氧化钠/氢氧化钾的浓度，以控制反应速度，避免腐蚀过度，降低碎片率，且无机盐对金属离子的螯合作用可对硅片表面进行清洁；乳化增稠剂的憎水基团在溶液中与污垢结合与包覆，亲水基团随水流动，通过乳化作用和润湿作用将污垢从硅片表面分离出来，同时水解时产生了具有胶束结构的硅酸，对固体污垢的粒子有悬浮和分散能力，可进一步清洁硅片表面。

本发明所述的无机盐是钾盐、钙盐、钠盐、硫酸盐、硝酸盐、硼酸盐中的一种或者两种以上的组合。

本发明所述的缓蚀阻垢剂是苯甲酸、乙酸钙、氨基三甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、2-羟基膦酰基乙酸、膦酰基羧酸共聚物、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸中的一种或者两种以上的组合。